高三生物一轮复习 5.1 基因突变和基因重组精品学案 新人教版必修2

1、第五章突变型基因和其他变异第一节突变型基因和转基因【高考目标指南】1 .突变型基因的特点和原因2 .转基因及其意义【基础知识整理】一、突变型基因的特点和原因1、实例：长状细胞球贫血症(1)症状：血红细胞呈长条状，易破裂，可引起溶血性贫血。(2)病因：基因中的碱基置换直接原因：血色素多肽链上的谷氨酸成为阿摩尼亚酸根本原因：调控血色素分子合成的基因前面的碱基对被调换。2 .概念： DNA分子中发生碱基对置换、添加和缺失，引起了基因结构的改变。三、时间、原因、特点和意义(1)时间：主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。(2)原因：有内因和外因物理因素：紫外辐射、x射线等诱发突然变异(外因)

2、的化学要素：如亚硝酸、盐化学基类似物生物因素：特定的细小病毒等自然突然变异(内因):DNA分子中发生碱基对的置换、追加、缺失，引起基因结构的变化。(3)特点：普遍性：所有生物都能发生随机性：生物个体发育的任意时期和部位；不取向性：可产生1个以上的等位基因次低频性：自然状态下突然变异频率低(4)意义：新基因的产生途径是生物变异的根本原因生物进化的原始材料二、转基因及其意义1 .概念：在生物体进行有性生殖过程中，调控不同性状的基因重组。2、类型：(1)自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合。(2)交叉组合型：四分体时期、同源染色体上非姐妹染色单体的等位基因交换。(3)基因工程：引进外

3、来基因。3、意义： (1)形成生物多样性的重要原因(2)生物变异的来源之一，有利于生物进化；【要点名士透析】一、突变型基因概念图解与生物性状的关系1 .突变型基因概念图2 .突变型基因对生物性状的影响：(1)引起生物性状的变化例如，某些碱基对的添加或缺失会引起部分氨基酸的变化，改变蛋白质的结构或功能，从而引起生物性状的变化。(2)没有发生生物性状的变化碱基对置换前后对应的氨基酸没有变化(密码子的简并性性)。从纯合体的显性基因变异为杂合子的隐性基因。3 .突变型基因对后代的影响(1)当突变型基因发生在体细胞球有丝分裂过程中时，该突然变异通过无性繁殖传给后代，但不通过有性生殖传给后代。(2)当突变

4、型基因发生在精子和卵细胞形成的减数分裂过程中时，该突然变异通过有性生殖传递给后代。二、突变型基因与转基因的比较项目突变型基因基因改造区别本质基因分子结构变化，产生新基因，出现新性状现有基因的重新组合，产生了新的基因型，性状重新组合原因由于一定的外界或内在因素，在基因复制时盐化学基的种类、数量、序列顺序发生变化，基因结构发生变化在减数分裂过程中，同源染色体非姐妹染色单体间的交叉交换或非同源染色体间的自由组合时间有丝分裂期和减数第一次分裂期减数第一次分裂的四分体时期和减数第一次分裂后期区别条件外界条件的戏剧性变化与内在因素的相互作用不同个体间杂交、有性生殖过程中的减数分裂和受精作用结果创造新的基因

5、，特罗尔新的性状创造新的基因型，不创造新的基因意思根据生物变异的主要来源、也是生物进化重要因素之一的诱变育种培育新品种生物发生变异的重要因素。通过杂交育种，可以重组性状，培育优良品种可能性可能性很小很普遍联系使生物产生可遗传变异，在长期进化过程中通过基因变异产生新基因，大量提供可自由组合在转基因中的新基因，基因变异是转基因的基础。(2011北京牌西城二型)现代生物技术利用突然变异和转基因原理，改变生物的遗传性状，达到人们期望的目的。 关于以下记述错误()a .转基因技术引起转基因，产生定向变异b、体细胞球杂交技术能克服远缘杂交不亲和性，培育新品种c .人工突然变异诱导不改变突然变异的本质，但可

6、以使生物发生定向变异d .现代生物技术和人工选择的综合利用，使生物性状更符合人的需要【解析】转基因包括重组类型、交换类型和人工DNA重组技术，人工DNA重组技术可以产生方向性变异。 植株细胞球的杂交克服了远缘杂交不亲和障碍，扩大了亲本组合范围的人工突然变异原理是突变型基因，突变型基因具有无定位效应。【答案】c【感化高考真题】1、(2011安徽高考)人体甲状腺滤泡上皮细胞球具有较强的碘元素拍摄能力。 临床上常用少量放射性同位素元素体131I治疗甲状腺疾病，但大量的131I对人体有害。 存储在细胞球中的131I可以是直接的()a .插入DNA分子引起的插入点后的盐化学基序列的变化b .置换DNA分

7、子中的某个盐化学基引起基因变异c .引起染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异d .诱发甲状腺滤泡上皮细胞球的基因变异并遗传给下一代【解析】放射性同位素元素体131I因为不是盐化学基，不能直接插入DNA分子，也不能置换DNA分子中的某些盐化学基，a项和b项都不正确。 由于放射性同位素元素体131I引起染色体结构的变异，c项正确的放射性同位素元素体131I诱发甲状腺滤泡上皮细胞球的基因变异，但由于是体细胞球的基因变异而不能遗传给下一代，d项有误。【答案】c2、(2011江苏高考)有丝分裂和减数分裂过程中可能发生的变异为()A.DNA复制时发生碱基对的追加、缺失或变化，引起突变型基因b .非同源染

8、色体之间产生自由组合，引起转基因c .非同源染色体间交换部分片段，引起染色体结构变异d .着丝点分裂形成的2条染色体不能向两极移动，染色体数变异【解析】突变型基因发生在减数第一次分裂与有丝分裂之间，a项是正确的。 转基因发生在减数第一次分裂前、后期，b项是错误的。 减数分裂过程、植物细胞球有丝分裂过程、单倍体形成过程都可以引起染色体畸变，c、d准确。【回答】ACD3、(11年上海卷)突变型基因在生物进化中发挥着重要的作用，以下表现错误的是A.A基因变异为a基因，a基因也有变异为a基因的可能性B.A基因是A1、A2、A3，它们是复等位基因的定径套c .大部分突变型基因是有害的d .突变型基因可以

9、改变种群的基因频率【答案】c4、(2010新课标高考)在白花豆品种栽培园中偶然发现了开红花的豆植株，推测这红花显性性状的出现是花色突变型基因的结果。 为了判断这个推定是否正确，应该在红花株和白花株中进行检测比较a .花色基因的盐化学基组成b .花色基因的排列c .细胞球的含量d .细胞球的含量【解析】为了检测是否是突变型基因，需要检测DNA的盐化学基序列是否追加、缺失或者变化，基因结构变化。 这个问题是考虑下面的突变型基因的定义： DNA分子中发生碱基对的追加、缺失或者变化引起的基因结构的变化称为突变型基因。 问题的难易度低，学生容易得出答案，其实即使想得简单也容易找到答案，测定DNA序列。【

10、答案】b(2010福建高考)下图是人WNK4基因的部分盐化学基序列及其查询密码蛋白质的部分氨基酸排列顺序的示意图。 众所周知，WNK4基因发生突然变异，第1169位的赖阿摩尼亚与谷氨酸呈敬交。 这个基因的突然变异甘氨酸：甘氨酸赖氨酸： AAA AAG谷氨酰胺： CAG CAA谷氨酸： GAA GAG丝氨酸丙氨酸： GCA美国国家门冬氨酸队a .在中插入碱基对g-c将B.中的碱基对a-t替换为g-c在C.中，碱基对a-t缺失用a-t代替D.中的碱基对g-c本文主要研究了突变型基因、转录、翻译等基础知识和突然变异对性状的影响。 在第一步中，首先根据基因结构和氨基酸的种类决定密码子的排列顺序，即基于

11、mRNA的化学基排列顺序(GGG AAG CAG)。 由于第1169位的瑞恩敬(AAG )与谷氨酸(GAA GAG )相交，结合题干的意思，通过四个地方只发生一处突然变异，确定谷氨酸密码子是(GAG )，的碱基对a-t置换为g-c。 所以选b项。【答案】b6、(2010天津高考).(12分)某地辖区从1964年开始使用杀虫剂杀死蚊虫幼虫，直至1967年中期为止。 下图为5年间蚊子幼虫基因型的频率变化曲线。 r表示杀虫剂抗性基因，s表示野生易感性基因。 根据图(1)R基因的出现是的结果。(2)当RR基因型频率达到顶峰时，RS、SS基因型频率分别为4%和1%，此时r基因的频度为。(3)1969年中

12、期的RR基因型基本消失，提示在的环境条件下，RR基因型幼虫的生存适应能力比SS基因型幼虫高。(4)该地区不再使用杀虫剂。 在将来的种群中，预测最终频率最高的基因型是原因。【解析】II(1)突变型基因产生新基因，r基因的出现是突变型基因的结果。(2)RS、SS基因型的频率分别为4%和1%，RR基因型的频率为95%，r基因的频率为R/(R r)=(4 295)/200=97%(3)1967年中期废除杀虫剂，不再使用杀虫剂时，RR基因型幼虫的生存适应能力低于SS基因型幼虫。(4)该地区不再使用从此往后杀虫剂，在不使用杀虫剂的环境下，持续的选择作用使r基因频率越来越低，最终频率最高的基因型是SS【回答

13、】(26分)(12分)(1)突变型基因(2) 97%(3)不使用杀虫剂的低(4)在不使用ss杀虫剂的环境下，持续的选择作用使r基因的频率越来越低7、(2009北京牌高考)真核生物进行有性生殖时，减数分裂和随机受精产生后代a .提高发生突变型基因的几率b .继承父母的一切遗传性状c .从父母那里得到一半的DNAd .创造与父母不同的基因组合【解析】本问题考察了有关遗传变异的知识。 进行有性生殖的生物，其突变的主要来源是基因重组，即在减数分裂过程中，通过四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体的交叉交换或减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合来进行基因重组，到后来产生与父母不同的基因重组

14、。【回答】d8、(2009福建高考)细胞球有丝分裂和减数分裂可能产生遗传变异，其中仅在减数分裂过程中发生的变异a .染色体不分离或不能向两极移动，染色体数变异b .非同源染色体自由组合，引起转基因c .染色体复制时受到变异诱导因子的影响，引起基因变异d .非同源染色体片段移动，引起染色体结构变异无论是有丝分裂还是减数分裂，染色体都不分离或不能移动到两极，染色体数目变异的非同源染色体可以自由组合，转基因在只发生于减数分裂过程的有丝分裂和减数分裂期间发生染色体复制，受到变异诱导因子的影响，导致突变型基因。 非同源染色体片段迁移，引起染色体结构变异发生在有丝分裂和减数分裂过程中。 所以选择b。【答案

15、】b9、(2009江苏高考)甲磺酸乙酯(EMS )在鸟嘌呤(g )的n位上具有乙化学基可达7乙鸟嘌呤，该鸟嘌呤与胸腺嘧啶(t )而非与胞嘧啶(c )配对制备DNA序列中g的育种专门人才获得更多的突变水稻亲本类型将水稻种子浸泡在EMS溶液中后在大田栽培居多，通常可以获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。 请回答下面的问题。(1)经过处理发现了某种性状变异的水稻，在自交子孙中出现了2种显性性状，这表明该变异是变异。(2)用EMS浸泡种子是为了提高，在某个性状中出现了多种变异，表示有变异。(3)EMS诱导水稻细胞球的DNA变化，但染色体没有变化。(4)EMS突变处理后的显性性状优良的水稻株也可能

16、含有有害基因，为了确定是否含有有害基因，除了基因工程方法外，可采用的方法如下：(5)诱变选育的诱变水稻株也可通过PCR法检测，通常该株的根、茎、叶均可作为检测材料。【解析】本问题调查有关突变型基因的知识。 (1)在自交后代中出现性状分离的亲本性状是显性的(2)将水稻种子在EMS溶液中浸渍后，在大田栽培，通常可以得到株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株，因此，EMS浸渍种子的作用是提高基因变异的频率，变异型的多种说明变异具有不方向性。 (3)EMS诱导水稻细胞球的DNA变化，但不产生影响，染色体结构和数量。 (4)优良植株可能含有隐性突然变异基因，必须先表达才能确定该基因是否有害，因此，即使采用

17、杂交方法，也可以通过单倍育种方法使隐性基因表达。 也就是说，花药离体培养是单倍体、形成秋水仙素诱导倍体的(5)水稻种子在EMS溶液中浸泡而生长的变异株的所有体细胞球中含有相同的基因。【回答】(1)显性(2)突变型基因频率的不取向性(3)结构和数量(4)自交花药离体培养形成单倍体、秋水仙素衍生物(5)该水稻植株体细胞球的基因型相同【试验点模拟演习】一、选择题1 .以下关于突变型基因的描述中正确的是()a .突变型基因丰富了种群的基因库b .突变型基因的方向由环境决定c .父母的突然变异基因一定会传给子女d .突变型基因仅在生物个体发育的特定时期发生【解析】突变型基因产生新的遗传因子，丰富了个体群的基因库，是生物进化的产品材料之一。 突变型基因没有方向性父母的突然变异基因不一定能够传递给孩子。 如果突然变异发生在体细胞球中(体细胞突变)，这种类型的突然变异只出现在该细胞球发育的个体的某个部位。 即现代表现为无法通过有性生殖直接传递给子孙，无法